用户:MingTsang Lin/多波束测深探测仪

　　多波束测深探测仪 (英文缩写为：MBES)，是一种应用多个声波发射出去，至海床或障碍物后反射回来，探测仪可以接收到讯号，依据收到的时间，进而算出声波所行走的距离。因为为多个声波一齐发出，成一扇面状，故较单因束测深探测仪附盖得更多，效率佳，为现今普遍测深的重要仪器。

为使用 USS Susan B. Anthony (AP-72) 的探测船，在法国南岸进行多波束测深探测仪搜索沉船时，所做的测深图

历史和发展

多波束测深探测仪

测深机的演变史，从最原始的绳索探测，进而到有声纳的出现，发展出了单声波的测深仪，最后发展出覆盖率较高、较有效率的多波束测深探测仪。

　　为避免再次发生1912年泰坦尼克号的灾祸，德国物理学家亚历山大·伯姆引导一些研究，找出了一个发现冰山的方法。他发现回声的技术，可惜对于认出冰山的效能不太理想，却是一种非常好的工具用来深测海洋的深度。Behm 于1913年得到发明的专利权。

　　探测仪的起源，要从海岸调查说起。在1807年一位Ferdinand Rudolph Hassler带领着一群数学家、制图员、大地测量师、气象学家等等专业人员共同调查及绘出美国海岸。而第一个正式的水文调查在1839年，美国绘出了第一个航海图。最初的测量法为用绳子牵引一小石子做测量，在各点施测，看绳子上的刻度得值。在1930年代出现了第一个用声纳测量深度的仪器(Dorsey Fathometer)，为单音束测深机，1950年代后持续发展出多音束的测深机，即为多波束测深探测仪。

运作原理

seabeam

　　回音测深术，又称回声，是一种使用声音的脉冲波技术，从表面或潜艇直接向下垂直，依靠声波来测量到达底部的距离。基本原理为用声速传播的时间，与声音在水中传播的速度相乘，其值即为距离。距离的测量方法是在水中用单外出脉冲波 (signal's outgoing pulse)，往来半倍的时间，大约每秒1.5个公里。回声是一种特别有效的声纳应用，目的是确定底部地点或范围。若多波束的情况，还需要考虑各个波束的角度，经修正后而得。

• Singlebeam：

$D={\frac {1}{2}}\cdot v\cdot t$

coverage = onebeam

• Multi-beam：

$D={\frac {1}{2}}\cdot v\cdot t\cdot sin{\theta }$

coverage = swath

修正

在海上做测深，有许多误差需要做修正，以下列出几种误差：

　　1.Roll(晃动)

　　2.Pitch(倾角)

　　3.Gyro(罗盘)

　　4.Azimuthalmisalignment(垂直方位)

　　5.Time delay(时间延迟)

　　6.Dynamic draught(吃水)

　　7.Echo-sounder instrumental errors(仪器)

　　8.Water column(水层)

应用

每一种测深机会使用不同的频率及束宽，应用在不同的深度上，越深所需要的能量越大，波长必须较大则频率相对较小，能量消散较慢可以测量较深的深度，故再不同的测量区域，会选用合适的测深机来施测。

　　多波束测深探测仪为在海上作业中最基本的测深仪器，目的为测量海床的深度，常应用在地质调查及工程建设中，而在不同的深度范围，又会用不同能量及束宽的波来测量，以维持资料品质，故在不同深度会用不同的测深机。

外部链接

• Multibeam_echosounder